新疆三种独尾草的适宜分布及其对未来气候变化的响应

研究国内仅分布于新疆的3种短命植物阿尔泰独尾草（Eremurus altaicus）、粗柄独尾草（Eremurus inderiensis）和异翅独尾草（Eremurus anisopterus）的适宜分布及其对未来气候的可能响应,对新疆短命植物资源的分布、利用与科学保护具有重要意义。共收集了64个自然分布点,筛选了6个气候因子和2个地形因子数据,利用MaxEnt模型和地理信息系统ArcGIS软件模拟了当前气候情景下3种独尾草的生态适宜性,探讨影响3种植物分布的主导因子及其数值范围,预测3种独尾草的适宜分布对未来气候变化（2001-2040年、2041-2080年,基于温室气体中等排放情景：SSP2-4.5共享社会经济路径）的可能响应。结果表明：（1）基准气候下,3种独尾草在新疆的适宜分布存在较大差异：阿尔泰独尾草主要分布于伊犁河谷、天山北麓、阿尔泰山中段和准噶尔西部山地;两种沙生独尾草均分布于天山中段的绿洲-荒漠区过渡带,古尔班通古特沙漠西南部沙地;（2）最干月降水量（1-25mm）主要限制了阿尔泰独尾草的适宜分布;温度季节性变动指数（1150-1672）主要限制了两种沙生独尾草的适宜分布;（3）2001-2040年和2041-2080年,3种独尾草的适宜分布整体均呈缩减趋势：阿尔泰独尾草向天山北麓和准噶尔西部山地略微缩减;粗柄独尾草和异翅独尾草向古尔班通古特沙漠南缘略微缩减。     

“根对水分的吸收”一节课的教案

本节教材内容包括:植物生活需要水分,细胞吸水原理,根从土壤中吸收水分,外界条件对根吸收水分的影响和对植物进行合理灌溉的道理。根是绿色开花植物的营养器官之一,其结构与功能是统一的。根的主要功能是将植物体固定在土壤中,以及从土壤中吸收水分和无机盐。本节课要讲的是植物的根对水分的吸收。要想让学生理解根吸收水分的原理和过程,必须先让学生理解细胞吸水的原理。由于学生对细胞吸水的     

古尔班通古特沙漠某些短命植物叶片N、P化学计量特征的季节变化

短命植物是荒漠生态系统的重要组成部分。为了解短命植物叶片N、P化学计量特征随生长季变化的特点,选择古尔班通古特沙漠6种优势短命植物(3种一年生短命植物,3种多年生类短命植物)为研究对象,对比了2种生活型短命植物叶片N、P化学计量特征随生长季变化特点。结果表明,3种一年生短命植物尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、小花荆芥(Nepeta micrantha)以及条叶庭芥(Alyssum linifolium)N含量平均值(±标准差)分别为(11.23±7.16)、(14.11±6.38)和(10.85±6.14)mg·g–1;P含量平均值分别为(2.82±0.73)、(3.12±1.24)和(3.43±0.55)mg·g–1;3种多年生类短命植物独尾草(Eremurus chinensis)、雅葱(Scorzonera pusilla)和簇花芹(Soranthus meyeri)N含量的平均值分别为(19.97±5.94)(15.08±4.01)和(17.94±9.03)mg·g–1;P含量平均值分别为(3.55±0.83)、(2.73±1.11)和(5.03±0.65)mg·g–1。由此可见,短命植物在生长过程中叶片N-P化学计量特征存在一定差异。各物种N、P含量在生长初期都大于其它生长季节,在生长旺季随叶片生物量增加,N、P含量呈下降趋势;而在生长末季N、P含量又有所回升。相关性分析表明,不同生活型短命植物元素间的关系存在差异,但同一生活型短命植物元素间的关系并无显著差异,体现了种内一致性。     

根际圈在污染土壤修复中的作用与机理分析

根际圈以植物根系为中心聚集了大量的生命物质及其分泌物,构成了极为独特的“生态修复单元”。本文叙述了根在根际圈污染土壤修复中的生理生态作用,富集、固定重金属,吸收、降解有机污染物等功能;菌根真菌对根际圈内重金属的吸收、屏障及螯合作用,对有机污染物的降解作用;根际圈内细菌对重金属的吸附与固定,对有机污染物的降解作用以及根际圈真菌和细菌的联合修复作用等,同时对可能存在的机理进行了分析,认为根际圈对污染土壤的修复作用是植物修复的重要组成部分和主要理论基础之一,并指出利用重金属超富集植物修复重金属污染土壤具有广阔的应用前景;筛选对水溶性有机污染物高吸收富集及其根 发泌能力强的特异植物,同时接种利于有机污染物降解的专性或非专性真菌和细菌可能会成为有机污染土壤植物修复研究的重要方向之一。     

植物修复石油烃污染土壤的机制

根据石油烃污染土壤植物修复的应用和研究现状,对近年来国内外植物修复机制进行阐述与探讨。植物首先通过根系直接吸收石油烃,并利用自身的新陈代谢或植物内生菌的协作将其去除。石油烃一旦被根系吸收,植物就会通过木质化作用将其储存在组织中,或通过植物挥发或植物降解将其转化成一些低毒的中间代谢产物或CO_2和H2O;而植物内生菌与植物降解、植物修复以及植物保护密切相关。其次,根际分泌物和根际微生物在石油烃污染土壤根际修复方面起到重要作用。根际是受根系活动影响的一个微生态区,因而可以认为根际修复是去除土壤中石油烃的主要方式。植物根系可以向根际释放一些分泌物和酶类。其中,酶可以直接作用于石油烃,对石油烃的降解起到关键的作用;而根际分泌物可以向根际微生物提供碳源、能源或共代谢物,使根际微生物数量和活性明显高于非根际,生物降解作用增强。今后可以从根际分泌物作用的微生态过程、功能基因的寻找和构建、厌氧氧化的过程和机制、植物内生菌的作用和应用,以及利用组学手段研究植物修复机制5个方面开展工作,以期望为未来植物修复工作提供重要的科学支持。     

辽宁白石砬子保护区早春类短命植物研究

调查和分析了白石砬子保护区早春类短命植物物种组成的数量特征,应用物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数,定量描述了不同林型下早春类短命植物的物种多样性.结果表明:研究区有早春类短命植物12种2变型,隶属7科11属.黑水银莲花是早春类短命植物层片的优势种.花曲柳林下早春类短命植物物种数最多,枫桦林、红松阔叶林、落叶松林次之,蒙古栎林、杂木林、鱼鳞云杉臭冷杉林最少.多样性指数的变化趋势总体上表现为针阔混交林>落叶阔叶林>针叶林.均匀度指数的变化与多样性指数的变化趋势基本一致,与优势度指数的变化趋势相反.红松阔叶林下早春类短命植物物种多样性最高且各物种均匀分布,层片结构稳定.     

远志根的形态发生及组织化学研究

应用植物解剖学方法对远志(Potygda tenuiflia Willd.)根的发生和发育过程,以及1 a生与2 a生根的结构进行了比较观察,还应用组织化学方法对远志根储藏物质及主要药用成分积累部位进行了研究.结果表明:远志的药用部位为其主根,发育过程包括原分生组织、初生分生组织、初生结构和次生结构4个发育阶段.原分生组织来源于胚根,由3群原始细胞组成,具有典型分生组织的细胞学特征;初生分生组织包括根冠原、表皮原、皮层原和中柱原;初生结构由表皮、皮层和维管柱组成,初生木质部为二原型;次生生长主要是依靠维管形成层和木栓形成层的活动来完成.木栓形成层由中柱鞘细胞恢复分裂能力而形成,并且产生多层栓内层薄壁细胞.2 a生远志根的基本结构与1 a生的基本相同,只是栓内层增加至10层以上.远志根的储藏物质主要是脂类物质及少量的多糖.远志皂苷积累在远志根的薄壁细胞中,而山酮类化合物主要分布在根的木栓形成层、栓内层薄壁细胞和次生韧皮部中.     

鼎湖山9种常见树木细根组织N浓度的季节变化

根系在植物养分吸收、生理代谢和生态系统过程中发挥着重要作用, 然而我们对根系结构与功能的了解十分有限。以往对根系的研究往往用直径大小定义细根, 忽略了细根系统内部结构和功能的异质性。近年来的研究表明, 细根系统中的根级(root order)与根的功能有较好的相关性, 低级根个体多属于短命的吸收根。温带森林的研究表明, 非木质化的吸收根在氮(N)浓度上呈现显著的季节变化, 而与木质化的结构性根缺少N浓度的季节变化形成鲜明对比。该研究通过研究亚热带树木不同根级N浓度的季节变化, 试图验证假说: 木本植物中, 非木质化的根中N浓度具有明显的季节变化是一个普遍现象。通过对鼎湖山常见的9种木本植物不同根级的研究, 证实了在1年内的6个采样时段, 各根级的N浓度之间都存在显著差异; 与温带树种不同, 各树种不同根级的N浓度变化呈现不同的季节格局, 这与假说不符。因此认为温带与亚热带森林生态系统之间的环境差异以及树种之间的差异是导致亚热带树种低级根的N浓度季节变化不显著, 而三、四级根变化相对显著的主要原因。这些发现对于认识树木根系统内及个体水平的N分配与利用格局具有重要的意义。     

菌根真菌与吸收根功能性状的关系：研究进展与评述北大核心CSCD

吸收根(absorption root)一般是指根枝系统末端少数几级具有初生结构、负责物质吸收的根。吸收根功能性状被广泛用于评价和预测植物个体到生态系统水平上的一系列功能和过程。菌根真菌侵染是吸收根的一个关键性状,它可以深刻影响吸收根的形态、结构,以及功能性状之间的关系。该文针对与吸收功能密切相关的菌根真菌与根毛和根直径之间的关系进行了研究综述,提出了真菌侵染、根毛和化学防御之间关系的一个假说;探讨了温带和热带不同类型的吸收根如何通过菌根真菌影响根的功能性状,从而适应不同的水热条件、养分状况和能量消耗;提出一些需要关注的议题和研究方向,以期为菌根真菌与吸收根功能性状之间关系的研究提供借鉴。     

野生型和ospk1突变体水稻幼苗根对外源糖分的吸收和响应

植物根系如何响应环境因子变化是植物发育和营养吸收研究的重要科学问题。丙酮酸激酶OsPK1在根部的表达主要在根尖成熟区和根毛区,其表达水平变化有可能影响水稻对外源糖分的吸收。采用日本晴和水稻突变体ospk1,通过改变1/2 MS培养基中蔗糖含量,探索水稻幼苗对外源糖分的吸收和响应。通过GC-MS的方法检测了水稻幼苗叶片、叶鞘和根中蔗糖、葡萄糖、果糖和半乳糖的含量。发现根与培养基中糖分接触能明显提高幼苗中的糖含量。并且这些幼苗的根系长度大于那些不加蔗糖的培养基培养的幼苗,表明外源糖分被吸收后能促进根的伸长。OsPK1表达下调影响了糖代谢和外源糖分的吸收。半定量RT-PCR结果显示,幼苗根与糖分的直接接触明显上调根中OsPIP2;4,OsPIP2;5和OsTIP2;1三个水孔蛋白基因的表达。     

The Casparian Strip of Clivia miniata Reg. Roots: Isolation,Fine Structure and Chemical Nature*

The root endodermis of Clivia miniata Reg. was successfully isolated using the cell wall degrading enzymes cellulase and pectinase. The enzymes did not depolymerize those regions of the primary cell walls of anticlinal endodermal root cells where the Casparian strips were located. Since the endodermis of C. miniata roots remained in its primary developmental state over the whole root length, endodermal isolates essentially represented Casparian strips. Thus, sufficient amounts of isolated Casparian strips could be obtained to allow further detailed investigations of the isolates by microscopic, histochemical and analytical methods. Scanning electron microscopy revealed the reticular structure of the Casparian strips completely surrounding the central cylinder of the roots. Whereas in younger parts of the root only the anticlinal cell walls of the endodermis remained intact in the isolates, in older parts of the root the periclinal walls also restricted enzymatic degradation due to the deposition of lignin. Extracts of the isolates with organic solvents did not reveal any wax-like substances which might have been deposited within the cell wall forming a transport barrier, as is the case with cutin and suberin. However, several histochemical and analytical methods (elemental analysis and FTIR spectroscopy) showed that the chemical nature of the Casparian strips of C. miniata roots can definitely be a lignified cell wall. These findings are in complete agreement with studies carried out at the beginning of this century on the chemical nature of the Casparian strips of several other plant species. The implications of these results concerning apoplasmatic transport of solutes and water across Casparian strips are discussed.     

Structural Changes and Associated Reduction of Hydraulic Conductance in Roots of Sorghum bicolor L. following Exposure to Water Deficit

The effects of a severe water deficit on total root (L_t) and axial (L_x) hydraulic conductances and on the development of the hypodermis, endodermis, and xylem were studied in sorghum (Sorghum bicolor L.). Water deficit was imposed in the upper rooting zone while the lower zones were kept moist. L_t and L_x were based on water flow rates obtained by applying suction to proximal xylem ends of excised roots. The development of the hypodermis, endodermis, and other tissues were examined by staining with fluorescent berberine hemisulfate and phloroglucinol-HCl. The L_t value (x 10⁻⁸ meters per second per megapascal) for unstressed control roots was 22.0 and only 5.9 for stressed roots. The low L_t in stressed roots was attributed, in part, to accelerated deposition of lignin and suberin in the hypodermis and endodermis. Calcofluor, an apoplastic tracer that binds to cellulose, was blocked in stressed roots at the lignified and suberized outer tangential walls of the hypodermis but readily penetrated the cortical walls of similar root regions in controls where the casparian band was not developed. L_x per unit root length was about 100 times lower in stressed roots than in controls because of the persistence of late metaxylem cross-walls and the smaller diameter and lower number of conductive protoxylem and early metaxylem vessels.     

栽培太子参块根的发育解剖学研究

应用石蜡制片技术研究了栽培太子参纺锤状块根的发育过程。结果表明,栽培太子参的块根是由其不定根发育而成。太子参不定根的初生结构与次生结构的发育可分为4个阶段:原分生组织阶段、初生分生组织阶段、初生结构与次生结构阶段,类似一般草本双子叶植物根的发育。其特点是初生结构的皮层细胞大,仅3 ~4层,内皮层细胞具凯氏带;初生木质部多为三原型,少数为二原型、四原型与五原型。次生结构中次生木质部约占根面积80 %,主要为薄壁组织细胞,导管呈稀疏的放射状分布其中。由不定根发育成块根过程中,根据从根头至根尾不同距离的各组成部分的面积及细胞层数分析,从上向下其维管形成层活动强度不同,从而根的直径大小不同,使根发育成上粗下细的纺锤状肉质块根。高碘酸-Schiff反应显示,在成熟的块根中次生韧皮部的薄壁组织细胞和次生木质部射线间的木薄壁组织细胞内富含淀粉粒,在有些木薄壁组织细胞中还含有草酸钙簇晶。     

白鲜根的发育解剖学研究

应用半薄切片、常规石蜡切片并结合离析法,对药用植物白鲜(Dictamnus dasycarpus Turcz.)根的发生发育过程进行了研究。结果表明:白鲜根的发生发育过程包括4个阶段,即原分生组织阶段、初生分生组织阶段、初生结构阶段以及次生结构阶段。原分生组织位于根冠内侧及初生分生组织之间,衍生细胞分化为初生分生组织。初生分生组织由原表皮、基本分生组织以及中柱原组成。原表皮分化为表皮,基本分生组织分化为皮层,中柱原分化为维管柱,共同组成根的初生结构;在初生结构中,部分表皮细胞外壁向外延伸形成根毛,皮层中分布有油细胞,内皮层有凯氏带,初生木质部为二原型或偶见三原型,外始式;根初生结构有髓或无。次生结构来源于原形成层起源的维管形成层的活动以及中柱鞘起源的木栓形成层的活动;白鲜次生韧皮部宽广,其中多年生根中可占根横切面积的85%,另外除基本组成分子外,还分布有油细胞;周皮发达,木栓层厚;初生皮层、次生木质部和次生韧皮部薄壁细胞中常充满丰富的淀粉粒。     

The development of the endoder mis andPhi layer of apple roots

Summary Suberin lamellae and a tertiary cellulose wall in endodermal cells are deposited much closer to the tip of apple roots than of annual roots. Casparian strips and lignified thickenings differentiate in the anticlinal walls of all endodermal andphi layer cells respectively, 4–5 mm from the root tip. 16 mm from the root tip and only in the endodermis opposite the phloem poles, suberin lamellae are laid down on the inner surface of the cell walls, followed 35 mm from the root tip by an additional cellulosic layer. Coincidentally with this last development, the suberin and cellulose layers detach from the outer tangential walls and the cytoplasm fragments. 85 mm from the root tip the xylem pole endodermis (50% of the endodermis) develops similarly, but does not collapse. 100–150 mm from the root tip, the surface colour of the root changes from white to brown, a phellogen develops from the pericycle and sloughing of the cortex begins. A few secondary xylem elements are visible at this stage.Plasmodesmata traverse the suberin and cellulose layers of the endodermis, but their greater frequency in the outer tangential and radial walls of thephi layer when compared with the endodermis suggests that this layer may regulate the inflow of water and nutrients to the stele.     

濒危植物海南风吹楠营养器官解剖结构特征

该研究采用石蜡切片和光学显微技术,对海南风吹楠营养器官的解剖结构及其对环境的适应性进行了探讨。结果表明:海南风吹楠为典型异面叶,叶片中脉发达,中部分化出髓,上表皮外侧具角质层,内侧具1层内皮层,下表皮外侧无角质层,有气孔器分布,气孔器为双环型,略下陷;栅栏组织3~4层细胞,海绵组织4~6层细胞。茎的初生结构中表皮轻微角质化,维管束为外韧型,8~10个初生维管束围绕髓排列为1轮;茎的次生结构中,表皮外部角质层加厚,维管柱紧密排列连成环状,次生韧皮部和次生木质部发达,形成层细胞3~5层。根的初生结构中表皮细胞外壁加厚,外皮层细胞体积大,形状不规则,内侧具1层形成层,内皮层具凯氏带,初生木质部为多原型,呈辐射状排列。根的次生结构中木栓层细胞5~6层,木栓层内侧具1层木栓形成层,栓内层细胞3层。海南风吹楠营养器官具有一定耐阴和耐旱结构特征,同时与其生活的热带雨林沟谷中高温荫湿的环境相适应。     

六盘山鸡爪大黄根蒽醌类化合物组织化学定位的研究

采用组织化学方法研究了六盘山鸡爪大黄根蒽醌类化合物的组织化学定位特征及贮藏和积累的规律。结果表明：蒽醌类化合物在根内的贮藏是多位点的,在根周皮的木栓层和栓内层、次生维管组织的维管射线和根中央的部分木薄壁细胞内不同程度地贮藏和积累了一定数量的蒽醌类化合物,次生木质部的木射线和次生韧皮部的韧皮射线是主要贮藏和积累的部位,早期形成的维管射线中蒽醌类化合物的含量较晚期形成的射线含量高。     

掌叶大黄根多糖的积累分布特征

采用组织化学方法和苯酚硫酸比色法研究了掌叶大黄（Rheum palmatum）根中大黄多糖的贮藏分布特征和含量变化规律。结果表明：大黄多糖在根内的贮藏是多位点的,在根周皮的栓内层、次生维管组织的薄壁细胞内不同程度地贮藏和积累了一定数量的大黄多糖,次生木质部的木薄壁细胞和次生韧皮部的韧皮薄壁细胞是主要贮藏和积累的部位;不同发育时期根中大黄多糖含量的变化规律为,随着植物的不断成熟,根及其各组织中大黄多糖的总含量表现为逐渐增高的趋势,但在发育的后期略有下降;韧皮薄壁细胞与木薄壁细胞相比,贮藏大黄多糖的含量相对较多,大黄多糖的贮藏积累方式为逐渐累积的方式。     

EQUISETUM CLARNOI,A NEW SPECIES BASED ON PETRIFACTIONS FROM THE EOCENE OF OREGON

Equisetum clarnoi is described from four silicified stem fragments and numerous small roots from the Eocene Clarno Chert of Jefferson County, Oregon. Stems are up to 8.0 mm in diam and have sunken stomata arranged vertically in a single line flanking each of the external biangulate stem ridges, features that clearly ally this species with the subgenus Hippochaete. External stem ridges are equal in number to the carinal hypodermal bands. The hypodermis is composed of fibers and has prominent carinal bands up to 0.75 mm long and shorter vallecular bands. Cortical parenchyma cells enclose prominent vallecular canals which are lined by specialized thick-walled parenchyma cells. The double, common endodermis has prominent casparian strips. Vascular bundles are composed of four to seven metaxylem tracheids flanking each side of the phloem and protoxylem tracheids which occur singly on the internal surface of the small carinal canals. Leaf sheaths in cross section have an adaxial fibrous layer and an external or near external fibrous bundle. Roots are up to 2.0 mm in diam and have paired cuboidal epidermal cells from which root hairs arise. The stele of the root is central and shows exarch primary xylem maturation. Equisetum clarnoi most closely resembles the extant Equisetum hyemale var. affine.     

Xerophytic Structures in the Roots of Desert Shrubs

The primary body of the root of 30 perennial dicotyledonousspecies growing in various habitats in the Israeli Negev wasexamined. Significant quantitative differences which were foundbetween them could be related to their natural environmentalconditions. Extreme hydro- and xerohalophytes develop wide casparianstrips in their endodermis. A gradient in the ratio width of casparian strips/width of the radial wall of the endodermis was established. The ratio is high in halophytes, and low inless extreme habitats such as river beds, sandy dunes, and loesssteppes. Plants populating the extremely dry hammadas, and alsohydrohalophytes, have a small number of cell layers in the cortexof their roots. In less extreme habitats the cortex is moredeveloped. The area of the primary tracheae in transverse section of theroot was found not to be correlated to the habitat. However,it shows a good correlation with the depth of the root system,being larger in deep-rooting plants. The percentage of species having ring porous arrangement ofthe tracheae in the secondary xylem of the root is relativelyhigh. The periderm is highly developed in perennial roots.